Нанотехнологическое сообщество Нанометр, все о нанотехнологиях
на первую страницу Новости Публикации Библиотека Галерея Сообщество Объявления Олимпиада ABC О проекте
 
  регистрация
помощь
 
Тонкий слой рутения (зеленый) улучшает магнитные датчики, регулируя взаимодействие между слоем никеля/железа (синий), который реагирует на внешнее магнитное поле, и стабилизирующим слоем иридия/марганца (розовый). (источник: NIST)

Нанотехнология в магнитных сенсорах

Ключевые слова:  гетероструктура, магнитные материалы, наноструктура, периодика, сенсоры

Опубликовал(а):  Кушнир Сергей Евгеньевич

04 августа 2007

Как показали исследования ("Permanent-magnet-free stabilization and sensitivity tailoring of magnetoresistive field sensors"), проведённые в National Institute of Standards and Technology (NIST), слой рутения толщиной в несколько атомов можно использовать для точной настройки чувствительности и увеличения надёжности магнитных сенсоров.

Немагнитный металл действует как буфер между активными слоями материалов датчика, предлагая простое средство настройки полевых инструментов, типа компасов, и стабилизации намагниченности в данном направлении в таких устройствах, как считывающая головка HDD.

В сенсоре, разработанном NIST, слой рутений регулирует взаимодействие между ферромагнитным слоем (в котором спины электронов сонаправлены), и антиферромагнитным слоем (в котором спины электронов противоположно направлены). В присутствии магнитного поля, спины электронов в ферромагнитной плёнке поворачиваются, при этом меняется сопротивление сенсора, что приводит к изменению напряжения на выходе. Антиферромагнитный слой необходим для стабильной работы сенсора, он не обладает намагниченностью, поэтому магнитное поле не оказывает на него влияния. Антиферромагнитный слой действует как очень жёсткая пружина, которая мешает повороту спинов и этим стабилизирует сенсор. Слой рутения (см. рисунок) необходим для ослабления влияния «пружины», фактически делая сенсор более чувствительным, т.к. облегчает поворот спинов электронов.

Исследования NIST показали, что увеличение толщины буферного слоя рутения (до 2 нм) приводит к увеличению чувствительности устройства. Уменьшение толщины слоя позволяет расширить диапазон значений внешнего поля, которые может регистрировать устройство. При толщине слоя рутения, превышающей 2 нанометра, взаимодействие между активными слоями прекращается. Буферный слой толщиной менее 2 нм позволяет сохранять намагниченность датчика без дополнительного внешнего воздействия. Это помогает предотвратить размагничивание и отказ сенсора.

Сенсоры были изготовлены в чистой комнате NIST в Boulder (Колорадо). Технология изготовления позволяет наладить серийное производство датчиков. Сенсор состоит из трёх основных слоёв, полученных осаждением на кремниевую пластину:

  1. антиферромагнитный слой толщиной 8 нм из сплава иридия и марганца;
  2. буферный слой (толщиной не более 2 нм) из рутения;
  3. ферромагнитный слой толщиной 25 нм из сплава никеля и железа.

Разработка сенсора была ключевым моментом в создании системы анализа магнитной записи для Федерального бюро расследований.


Источник: Nanowerk, NIST, Physical Review Letters




Для того чтобы оставить комментарий или оценить данную публикацию Вам необходимо войти на сайт под своим логином и паролем. Зарегистрироваться можно здесь

 

Новогоднее Нанолепие
Новогоднее Нанолепие

Финал международного конкурса «Кванториада» — 2019
В рамках международного конкурса детских инженерных команд «Кванториада» — 2019 школьники сконструировали солнечный элемент

Как мы участвовали в «Кванториаде»
Подробности конкурса «Кванториада» по направлению «Нанотехнологии»

Премии Правительства Москвы молодым ученым за 2019 год
Объявлены лауреаты премии Правительства Москвы молодым ученым за 2019 год. Премией отмечены 50 работ молодых столичных ученых. Среди лауреатов 12 сотрудников МГУ имени М.В.Ломоносова. Конкурс на получение премий Правительства Москвы молодым ученым проводится с 2013 года. Торжественное награждение победителей состоится 7 февраля 2020 года в Государственном Кремлевском дворце.

Да пребудет с вами сила плазмонов!
А.А.Семенова, Э.Н.Никельшпарг, Е.А.Гудилин, Н.А.Браже
Ученые Московского университета приблизились к решению проблем современной медицинской диагностики с использованием единичных клеток и их органелл путем разработки новых неинвазивных оптических методов анализа.

Юрий Добровольский: «Через 50 лет вся энергия будет вырабатываться биоорганизмами»
Андрей Бабицкий, Юрий Добровольский
Главный редактор ПостНауки Андрей Бабицкий побеседовал с химиком Юрием Добровольским о науке о материалах, будущем энергетики и новых аккумуляторах

Технонано

Технопредпринимательство - идея, которая принесет свои плоды при бережном культивировании и взращивании. И наша наноолимпиада, и Наноград от Школьной Лиги РОСНАНО, и проект Стемфорд, и другие замечательные инициативы - важные шаги на пути реализации этой и других идей, связанных с развитием новых высоких технологий в нашей стране и привлечением молодых талантов в эту вполне стратегическую область. Ниже приведен небольшой опрос, который позволит и нам, и вам понять, а что все же значит этот модный термин, и какова его суть.

Технопредпринимательство на марше

Мы традиционно просим вас высказать свои краткие суждения по вопросу технопредпринимательства и проектной деятельности школьников. Для нас очевидно, что под технопредпринимательством и под проектной деятельностью школьников каждый понимает свое, но нам интересно ваше мнение, заодно вы сможете увидеть по мере прохождения опроса, насколько оно совпадает или отличается от мнения остальных. Ждем ваших ответов!

О наноолимпиаде замолвите слово...

Прошла XII Всероссийская олимпиада "Нанотехнологии - прорыв в Будущее!" Мы надеемся, что нам для улучшения организации последующих наноолимпиад поможет электронное анкетирование. Мы ждем Ваших замечаний, пожеланий, предложений. Спасибо заранее!



 
Сайт создан в 2006 году совместными усилиями группы сотрудников и выпускников ФНМ МГУ.
Сайт модернизирован для ресурсной поддержки проектной деятельности учащихся в рамках ГК 16.647.12.2059 (МОН РФ)
Частичное или полное копирование материалов сайта возможно. Но прежде чем это делать ознакомьтесь с инструкцией.